ASHRAE IJHVAC 6-2-2000 Международный журнал исследований в области отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (том 6, номер 2, апрель 2000 г.)
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE)
Последняя версия
ASHRAE IJHVAC 6-2-2000
сфера применения
Капиллярная трубка — это простейшая форма контроля потока хладагента в холодильной системе. Капиллярные трубки представляют собой круглые трубки чрезвычайно тонкого внутреннего диаметра в диапазоне 0,5–2 мм. Поскольку капиллярные трубки просты@ не имеют движущихся частей@ недороги@ и позволяют выравнивать давление в системе во время простоя@, капиллярная трубка используется почти во всех небольших холодильных системах@, таких как бытовые холодильники@ осушители@ и комнатный воздух. -кондиционеры. На рисунке 1 показано типичное распределение давления хладагента 22, протекающего через капиллярную трубку. По оси ординат справа — шкала насыщенных температур, соответствующая шкале давлений по левой оси. Поток можно разделить на четыре области: область недогретой жидкости@, область метастабильной жидкости@, метастабильную двухфазную область и равновесную двухфазную область. Поток поступает в капиллярную трубку в состоянии недогретой жидкости. Как только давление падает до состояния насыщения, на короткое расстояние возникает метастабильный (перегретый) поток жидкости до начала испарения (Mikol 1963@ Li et al. 1990@ Lin et al. 1991@ ASHRAE 1994). Падение давления линейное, а температура в этих жидких областях постоянна (al-b-c2). В точке с2@ первыми образуются пузырьки пара. Перегретая жидкость отдает тепло насыщенному пузырьку, что приводит к состоянию насыщенной жидкости. В этой метастабильной двухфазной области испаряющийся поток может характеризоваться тремя различными жидкостями: перегретой жидкостью, насыщенной жидкостью и насыщенным паром (Фебури и др., 1993). Когда вся перегретая жидкость превращается в насыщенную жидкость, поток становится термодинамически равновесным двухфазным потоком. В этом случае падение давления становится экспоненциальным (c2-de) из-за эффектов ускорения и двухфазного трения. Обычно поток дросселируется на выходе из трубки. Было проведено несколько теоретических исследований адиабатических течений в капиллярных трубках. Модели, разработанные в очень ранние годы (Марси 1949 @ Хопкинс 1950 @ Просек 1953 @ Уайтсел 1957 @ Купер и др. 1957 @ Нияз и Дэвис 1969 @ Эрт 1969 @ Резк и Аун 1979 @ Коидзуми и Ёкояма 1980 @ Гольдштейн 1981 @ Рицца 1982) не учитывайте метастабильное течение. Хорошо известно, что метастабильное состояние необходимо учитывать в аналитических исследованиях, чтобы избежать значительной недооценки массового расхода хладагента. Более поздние исследования Maczek et al. (1983) и Kuijpers и Janssen (1983) были посвящены влиянию неравновесного метастабильного потока на течение в капиллярных трубках. Модель двухфазного потока предполагалась однородной. В модели учтены перегрев жидкости и задержки кипения. В 1990 году Кюль и Голд-Шмидт (1990) провели серию экспериментов с использованием R-22 в качестве хладагента и разработали эмпирические уравнения. Позднее Кюль и Гольдшмидт (1991) предложили модель стационарного капиллярного течения и обнаружили, что необходимо учитывать метастабильную область, чтобы получить хорошее согласие с экспериментальными данными. Эсканес и др. (1995) разработали модель капиллярного потока как для переходных, так и для устойчивых ситуаций. Однако в этой формулировке не учитывалась метастабильная область. В данной статье разработана теоретическая модель, позволяющая реалистично моделировать адиабатическое капиллярное течение. Для применения этой модели необходимы эмпирические данные@, такие как коэффициенты переноса и разрежение в метастабильной области@. Результаты расчетов сравниваются с эмпирическими уравнениями для R-22, предложенными Кюлем и Гольдшмидтом (1990), и с расчетными диаграммами ASHRAE. С помощью модели также разработаны рейтинговые корреляции для потока R-134a через адиабатические капилляры.
ASHRAE IJHVAC 6-2-2000 История
2000ASHRAE IJHVAC 6-2-2000 Международный журнал исследований в области отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и охлаждения (том 6, номер 2, апрель 2000 г.)